Особенности эксплуатации подогревателей

В зимний период эксплуатации автомобилей как в районах средней полосы, так и в северных районах нашей страны, особенно при безгаражном содержании автомобилей, предпусковой подогреватель двигателя является крайне необходимым. В двигателях с жидкостным охлаждением находят все более широкое применение низкозамерзающие жидкости (антифризы) и всесезонные жидкости типа Тосол. Применение воды в условиях отрицательных температур создает ряд неудобств по обслуживанию автомобиля, увеличивает затраты времени на подготовку автомобиля к движению, снижает работоспособность, надежность и долговечность систем автомобиля. Возможность замерзания воды диктует необходимость слива ее из системы охлаждения при постановке автомобиля на стоянку и заправку ее перед подготовкой автомобиля к движению. Не исключена возможность замерзания воды в радиаторе автомобиля в зимний период и при движении его (например автомобиль движется при сильном встречном ветре без нагрузки, что вызывает переохлаждение двигателя, отключение термостатом радиатора, прекращение в нем циркуляции воды и замерзание ее в трубках радиатора). Это вынуждает водителей демонтировать термостат из систем охлаждения двигателя, что, конечно, нежелательно (исключается возможность автоматического поддержания двигателя в соответствующем тепловом состоянии).

Использование воды приводит к образованию накипи на стенках в системе охлаждения двигателя, что ухудшает условия теплопередачи, приводит к местным перегревам двигателя и вызывает необходимость в периодической очистке системы охлаждения от накипи.

Значительные неудобства возникают и при использовании воды в период предпускового прогрева двигателя с помощью индивидуального подогревателя. Необходимость выполнения требований по обеспечению работоспособности системы подогрева при применении воды усложняет систему, делает ее менее компактной и неудобной в обслуживании. При небольших отклонениях от правил заправки воды и в случае неполного слива ее из системы не исключается возможность локального замерзания воды в системе, нарушения циркуляции ее в период предпускового прогрева и отказа в работе котла подогревателя в результате перегрева.

Таким образом, в систему охлаждения двигателей в зимний период эксплуатации автомобилей, оборудованных индивидуальными предпусковыми подогревателями, необходимо заправлять только низкозамерзающие жидкости. В то же время системы подогрева двигателей должны обеспечивать кратковременную работоспособность подогревателя при использовании воды в вынужденных случаях (например, утечка низкозамерзающей жидкости в результате появления неплотности в системе охлаждения при нахождении автомобиля на линии).

Вопрос применения того или иного теплоносителя в период предпускового прогрева двигателя имеет важное значение, так как в значительной мере определяет методику прогрева двигателя с помощью предпускового подогревателя. В случае применения низкозамерзающей жидкости операции по обслуживанию подогревателя и системы подогрева максимально упрощаются и сводятся к выполнению в соответствии с инструкцией по эксплуатации мероприятий по обеспечению пуска подогревателя, вывода его на рабочий режим и последующей остановке после прогрева двигателя.

После пуска и выхода на рабочий режим подогреватель нагревает жидкость, постоянно циркулирующую через его теплообменник, а тепло от жидкости передается стенкам блока цилиндров, обеспечивая общий прогрев его. За период прогрева блока цилиндров теплом отработавших газов подогревателя достаточно интенсивно прогревается масло в картере двигателя. По достижении температурного состояния двигателя, оговоренного инструкцией по эксплуатации (обычно оговаривается температура жидкости в блоке цилиндров по штатному термометру автомобиля), подогреватель выключают и осуществляют пуск двигателя автомобиля.

Использование воды в период предпускового прогрева двигателя подогревателем в силу ряда обстоятельств не дает возможности применять методику прогрева, принятую при использовании низкозамерзающих жидкостей.

Слив воды из систем охлаждения двигателя при установке автомобиля на стоянку требует заправки системы перед пользованием подогревателем.

Заправку системы охлаждения до полного объема невозможно проводить в один прием, так как подогреватель не может обеспечить прогрев в короткое время всей массы воды, находящейся в системе охлаждения до температуры, исключающей локальное замерзание ее при соприкосновении с большой поверхностью холодных стенок блока цилиндров двигателя. Это вынуждает прибегать к ступенчатой заправке воды как минимум в два приема.

Первичная заправка проводится с целью обеспечения общего прогрева блока цилиндров двигателя до температуры, дающей возможность заправлять всю систему охлаждения без опасения ее размораживания. Объем первичной заправки дозирован и выбирается на основе испытаний. Обычно объем первичной заправки составляет от одного до трех объемов жидкостного теплообменника котла подогревателя. Если заправить в систему воды меньше объема теплообменника котла, то снизится скорость циркуляции воды в системе, что может привести к работе котла без жидкости и его перегреву. Чрезмерная первичная заправка может привести к попаданию непрогретой воды в блок цилиндров двигателя и полость жидкостного насоса подогревателя, ее замерзанию и нарушению циркуляции в системе. Поэтому первичная заправка должна проводиться строго в количествах, оговоренных в инструкции по эксплуатации.

Небольшой объем воды, заправленной через заливную горловину подогревателя, интенсивно прогревается в котле подогревателя и в виде пароводяной смеси выталкивается в рубашку охлаждения блока цилиндров двигателя.

Благодаря высокой температуре воды и наличию пара обеспечивается высокий темп прогрева блока цилиндров двигателя.

Охлажденная вода из блока цилиндров двигателя возвращается в теплообменник котла подогревателя. Прогрев обеспечивается до открытия клапана термостата системы охлаждения двигателя. Определяется момент открытия термостата по интенсивному выходу пара из заливной горловины радиатора или расширительного бачка. Время до открытия термостата при наличии прогрева с малым количеством воды в системе небольшое (обычно не более 10 мин), поэтому двигатель к этому моменту прогревается недостаточно (особенно подшипники коленчатого вала) и пускать его нельзя, а следует продолжить предпусковой прогрев, заполнив систему охлаждения до полного объема и проведя вторичную заправку через заливную горловину радиатора или расширительного бачка. После вторичной заправки воды температура в системе охлаждения двигателя резко снижается, поэтому прогрев двигателя необходимо продолжить до достижения температурного состояния его в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации. По достижении необходимой температуры подогреватель выключают и пускают двигатель.

Описанный способ заполнения системы охлаждения водой при предпусковом подогреве двигателя характерен для большинства автомобилей. В то же время существуют способы, несколько отличающиеся от описанного, в частности способы заправки воды, применяемые на автомобилях семейства ЗИЛ-130 и КамАЗ.

На автомобиле ЗИЛ-130 первичная заправка разделена на две порции: первые 1,5 л воды заправляют перед пуском подогревателя, последующие 6-8 л - через 1-2 мин после пуска подогревателя.

Отличительной особенностью методики заправки воды в систему охлаждения при предпусковом прогреве, принятой на автомобилях ЗИЛ-130, также является: пуск двигателя после открытия термостата в системе охлаждения и заправка воды до полного объема системы охлаждения при работающем двигателе.

На автомобилях КамАЗ первую порцию воды в объеме 2 л заправляют после пробного пуска подогревателя, а вторую часть в объеме 4-6 л после пуска подогревателя. Заправку воды до полного объема системы охлаждения осуществляют по общепринятому порядку, т. е. после открытия термостата при работающем подогревателе.

Все описанные способы заполнения системы охлаждения двигателя водой в период предпускового подогрева его достаточно проверены опытом и являются вполне надежными при температурах воздуха до -40°С. Ниже этой температуры надежность любого способа прогрева двигателя предпусковым подогревателем с использованием воды становится недостаточной, так как вода может замерзать в процессе предпускового разогрева, несмотря на нормальное функционирование системы подогрева.

Отказы в работе системы подогрева при температурах выше -40°С могут иметь место при нарушениях условий полного слива воды из системы в период установки автомобиля на стоянку, например: не все сливные краники открыты или преждевременно закрыты; автомобиль установлен с большим креном на одну сторону или большим уклоном вперед или назад и т. д. Причиной отказа может послужить несоблюдение приемов и рекомендаций по заправке систем охлаждения в период предпускового прогрева двигателя. Отказ обычно выражается в нарушении циркуляции воды в период предпускового прогрева, возникающем вследствие перекрытия льдом проходных сечений трубопроводов подогревателя, соединяющих его с двигателем. В случае образования льда в отводящем трубопроводе из подогревателя в блок цилиндров двигателя нагретая в котле подогревателя вода не может выходить, превращается в пар и выдавливается в сторону насоса подогревателя или подводящих трубопроводов, препятствуя поступлению в котел холодной воды из двигателя. Циркуляция нарушается, и вода в котле перегревается. При замерзании воды в подводящих трубопроводах к котлу подогревателя не обеспечивается возврат воды из блока цилиндров и котел также перегревается.

При нарушении циркуляции из-за образования в трубопроводах льда (обычно определяется на ощупь: замерзшие участки трубопроводов холодные, тогда как весь трубопровод горячий) необходимо немедленно выключить подогреватель, отогреть места замерзания, подручными средствами и только после этого пустить подогреватель. Иногда применяют способ отогрева трубопроводов путем последовательных коротких включений и выключений подогревателя, но этот способ не всегда дает желаемый эффект. Если замерзание произошло на большом участке трубопроводов и быстро отогреть его не представляется возможным, необходимо не только выключить подогреватель, но и слить имеющуюся в котле воду.

Таким образом, эксплуатировать систему подогрева с использованием холодной воды весьма затруднительно, поэтому на автомобилях, оборудованных предпусковыми подогревателями, применение воды должно быть ограничено, а их системы охлаждения должны быть рассчитаны в основном на работу с постоянным использованием всесезонных жидкостей и антифризов.

Наряду с требованиями, предъявляемыми к системе предпускового подогрева для обеспечения работоспособности при использовании в качестве теплоносителя воды, существуют общие требования, которыми следует руководствоваться для надежного пуска и нормальной работы предпускового подогревателя и всей системы подогрева независимо от применяемого теплоносителя.

В период подготовки подогревателя к пуску необходимо:

обеспечить поступление топлива к предпусковому подогревателю, открыв краник на расходном бачке, или прокачать топливо ручным насосом в зависимости от конструкции топливной системы;

в случае применения в период предпускового подогрева воды открыть пробку заливной горловины (воронки) подогревателя и подготовить воду, разделив ее для первичной и вторичной заправок.

Пуск подогревателя необходимо осуществлять в строгом соответствии с инструкций по эксплуатации.

Для обеспечения надежного пуска подогревателя следует обращать внимание на следующие обстоятельства.

При розжиге подогревателя с помощью свечи накаливания или подогреве топлива электронагревателем следует помнить, что существенное значение на надежность пуска подогревателя оказывает продолжительность их включения, оговоренная инструкцией. Недостаточный накал свечи или недогрев пусковой порции топлива в электронагревателе могут служить причиной отказа в розжиге подогревателя. Увеличение времени включения свечи и электронагревателя топлива приводит к неоправданным затратам электрической энергии и снижает долговечность свечи и электронагревателя. Как правило, если подогреватель с электроискровым розжигом не пустился в течение 15-30 с после включения подачи топлива, следует прекратить попытку пуска (во избежание скопления несгоревшего топлива в полости камеры сгорания) и повторить пуск, продув предварительно газоходы подогревателя вентилятором (во избежание взрывных хлопков при повторном пуске). В случае двух неудачных попыток розжига необходимо найти и устранить неисправность, после чего повторить попытку розжига.

При работе предпускового подогревателя в случае применения воды после первичной заправки системы необходимо незамедлительно закрыть пробку заливной горловины подогревателя во избежание обратного выплескивания горячей воды. В период прогрева двигателя нельзя допускать обезвоживание котла подогревателя и его перегрева, обеспечивая своевременную вторичную заправку системы водой. В случае перегрева котла подогревателя из-за нарушения циркуляции жидкости (малое количество воды в системе, образование льда в трубопроводах и т. д.) нельзя заправлять холодную воду в перегретый котел, так как это может послужить причиной его температурной деформации и повреждению.

Расход топлива, подаваемого на сгорание в подогреватель, следует регулировать в исключительных случаях: сильное пламя из выхлопного патрубка (лотка) подогрева масла двигателя или наличии чрезмерно низкого темпа прогрева двигателя.

На большинстве бензиновых подогревателей регулировочная игла после заводской регулировки закрашивается. В дизельных подогревателях регулировочный винт редукционного клапана топливного насоса стопорится контргайкой.

При необходимости регулировки расхода она производится не менее чем через 51-10 мин работы подогревателя, когда внутренние поверхности горелки или камеры сгорания котла подогревателя достаточно прогреваются и подогреватель работает в номинальном режиме.

В период остановки подогревателя необходимо следующее. После отключения топлива, подаваемого на сгорание в подогреватель, прекращается процесс горения, однако недопустимо полностью отключать подогреватель без кратковременной работы вентилятора, обеспечивающего продувку газоходов подогревателя от продуктов сгорания топлива и устраняющего возможность продолжения горения в котле подогревателя. Продолжительность продувки должна быть не менее указанной в инструкции или не менее 15 с.